Diffusions-Tensor-Bildgebung

Die Diffusionsgewichtete Magnetresonanztomografie (abgekürzt DW-MRI von englisch diffusion-weighted magnetic resonance imaging) ist ein bildgebendes Verfahren, das mit Hilfe der Magnetresonanztomografie (MRT) die Diffusionsbewegung von Wassermolekülen in Körpergewebe misst und räumlich aufgelöst darstellt. Sie wird zur Untersuchung des Gehirns eingesetzt, da sich das Diffusionsverhalten im Gewebe bei einigen Erkrankungen des zentralen Nervensystems charakteristisch verändert und die Richtungsabhängigkeit der Diffusion Rückschlüsse auf den Verlauf der großen Nervenfaserbündel erlaubt. Wie die klassische MRT ist die diffusionsgewichtete Bildgebung nichtinvasiv: Da der Bildkontrast allein mittels magnetischer Feldgradienten erzielt wird, erfordert sie weder eine Injektion von Kontrastmitteln, noch den Einsatz von ionisierender Strahlung.

Die Diffusions-Tensor-Bildgebung (abgekürzt DTI von englisch diffusion tensor imaging oder DT-MRI von diffusion tensor magnetic resonance imaging) ist eine häufig eingesetzte Variante der DW-MRI, die auch die Richtungsabhängigkeit der Diffusion erfasst. Pro Volumenelement (Voxel) bestimmt sie nicht nur einen einzelnen Zahlenwert, der im Schnittbild als Grauwert dargestellt werden kann, sondern berechnet einen Tensor (konkret: eine 3×3-Matrix), der das dreidimensionale Diffusionsverhalten beschreibt. Derartige Messungen sind zeitaufwändiger als herkömmliche MRT-Aufnahmen und erzeugen größere Datenmengen, die der Radiologe erst durch den Einsatz verschiedener Visualisierungs-Techniken interpretieren kann.

Die Diffusions-Bildgebung entstand in den 1980er Jahren. Inzwischen wird sie von allen neuen MRT-Geräten unterstützt und hat sich im klinischen Alltag zur Hirninfarkt-Diagnose etabliert, da die betroffenen Hirnregionen in diffusionsgewichteten Bildern früher zu erkennen sind als in der klassischen MRT. Die Diffusions-Tensor-Bildgebung wurde Mitte der 1990er Jahre von Peter J. Basser und Denis Le Bihan entwickelt. Einige Kliniken setzen sie zur Operations- und Bestrahlungs-Planung ein. Darüber hinaus wird die DT-MRI in der medizinischen Forschung zur Erforschung von Krankheiten, die mit Veränderungen der weißen Substanz einhergehen (wie etwa Morbus Alzheimer oder Multiple Sklerose) genutzt. Auch die Weiterentwicklung der diffusionsgewichteten Bildgebung selbst ist aktueller Forschungsgegenstand, etwa im Rahmen des Human Connectome Project.